為了防止北白犀牛的滅絕，國際生物科學(xué)聯(lián)盟正在嘗試用干細(xì)胞制造人工卵細(xì)胞。最近，一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)在科學(xué)報(bào)告中透露，他們離實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)又近了一步。

“法圖”和“納金”是世界上最后兩頭北方白犀牛，它們都是雌性。最后一頭雄性北方白犀牛在2018年3月告別了這個(gè)世界，從此，這個(gè)物種早已宣告理論滅絕，因?yàn)檫@個(gè)亞種不再能夠自然繁殖，真正的滅絕近在咫尺。

然而，BioRescue聯(lián)盟正在分秒必爭地工作，以確保北方白犀牛不會(huì)永遠(yuǎn)從我們的星球上消失。研究人員正在采取雙管齊下的方法：首先，他們正在開發(fā)先進(jìn)的輔助生殖技術(shù)；其次，他們希望利用從北白犀牛身上提取的皮膚細(xì)胞，在實(shí)驗(yàn)室中創(chuàng)造出誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPS），這些細(xì)胞最終可以發(fā)育成未成熟的卵細(xì)胞或卵母細(xì)胞。

來自赫爾姆霍茲協(xié)會(huì)（MDC）馬克斯·德布呂克分子醫(yī)學(xué)中心的團(tuán)隊(duì)，以及慕尼黑、荷蘭和日本的合作伙伴，現(xiàn)在已經(jīng)朝著這個(gè)目標(biāo)邁出了重要的一步。在《科學(xué)報(bào)告》雜志上，他們揭示了他們已經(jīng)成功獲得并對(duì)多能干細(xì)胞進(jìn)行了深入研究。

細(xì)胞工程的藝術(shù)

皮氏培養(yǎng)皿中的iPS細(xì)胞有可能發(fā)育成身體的任何細(xì)胞，包括BioRescue科學(xué)家想要培養(yǎng)的原始生殖細(xì)胞。2016年，一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)成功地從小鼠皮膚中生成卵細(xì)胞，人工使這些細(xì)胞受精，并將其植入雌性小鼠體內(nèi)。通過這種方法受孕的小鼠出生后健康且有生育能力。

干細(xì)胞研究員米莎·德魯克教授（Micha Drukker）的團(tuán)隊(duì)使用了一種稱為外體重編程的過程，成功地生產(chǎn)了北白犀牛iPS細(xì)胞。這涉及研究人員將被稱為“質(zhì)粒”的外源DNA分子導(dǎo)入他們獲得的皮膚細(xì)胞。

這些質(zhì)粒含有將皮膚細(xì)胞重新編程為iPS細(xì)胞的基因。以這種方式產(chǎn)生的犀牛干細(xì)胞與人類干細(xì)胞非常相似。德魯克說：“在顯微鏡下觀察，它們與人類的iPS細(xì)胞幾乎沒有區(qū)別。它們對(duì)外部影響的反應(yīng)也非常相似。”

種系細(xì)胞培養(yǎng)的良好開端

iPS細(xì)胞有不同的狀態(tài)：它們可以是原始的多能性“基態(tài)”或啟動(dòng)狀態(tài)。后一種狀態(tài)的細(xì)胞被認(rèn)為已經(jīng)達(dá)到了胚胎發(fā)育的更高級(jí)階段。用小鼠產(chǎn)生的干細(xì)胞進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)從預(yù)激狀態(tài)轉(zhuǎn)化為原始狀態(tài)時(shí)，它們尤其擅長產(chǎn)生生殖細(xì)胞。

然而，當(dāng)科學(xué)家們第一次試圖將犀牛細(xì)胞轉(zhuǎn)化為一種原始狀態(tài)時(shí)，這些細(xì)胞死亡了。因此，研究人員將一種防止細(xì)胞死亡的基因?qū)胂＜?xì)胞，并由此成功獲得了原始的iPS細(xì)胞。通過分析轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)等手段對(duì)細(xì)胞進(jìn)行了詳細(xì)的表征，成功地轉(zhuǎn)化為原始的多能性狀態(tài)是產(chǎn)生生殖細(xì)胞的一個(gè)有希望的起點(diǎn)。

德魯克的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)產(chǎn)生了更多的iPS細(xì)胞。他們用RNA病毒代替質(zhì)粒引入重編程因子。這些新的iPS細(xì)胞不包含任何不屬于那里的東西。現(xiàn)在科學(xué)家們正試圖從它們身上產(chǎn)生原始生殖細(xì)胞。

這還不是全部：原始生殖細(xì)胞只有在被卵巢組織包圍時(shí)才會(huì)成熟為卵細(xì)胞。從活著或死去的犀牛身上獲取這種組織幾乎是不可能的。“所以我們不僅要?jiǎng)?chuàng)造原始生殖細(xì)胞，還要?jiǎng)?chuàng)造卵巢組織，”研究人員解釋道。

與此同時(shí)，在輔助生殖方面也取得了進(jìn)展。今年1月，IZW的科學(xué)家從“法圖”身上收集了名為卵母細(xì)胞的未成熟卵細(xì)胞。它們?cè)谝獯罄腁vantea實(shí)驗(yàn)室成熟，并用一頭死去的公犀牛解凍的精子進(jìn)行受精。目前，共有14個(gè)北白犀牛胚胎被儲(chǔ)存在零下196攝氏度的液氮中。在不久的將來，這些胚胎將被植入南方白犀牛的替代品中，目的是創(chuàng)造一只健康的北方白犀牛幼崽。

在為時(shí)未晚前拯救多個(gè)物種

“為北方白犀牛創(chuàng)造功能性卵子將是我們研究的最高成就，”德魯克說。這種方法可以作為其他瀕危物種的模式。如果干細(xì)胞繁殖成功，這項(xiàng)技術(shù)可以用來復(fù)活更多受到威脅或已經(jīng)滅絕的物種。

目前來自1000多種瀕危物種的10000多種活細(xì)胞培養(yǎng)物被保存在圣地亞哥阿諾德和梅布爾·貝克曼保護(hù)研究中心和柏林IZW生物銀行（biobank）的冷凍動(dòng)物園中。這些寶貴的資源可以用來把物種從滅絕的邊緣帶回來，在為時(shí)已晚之前做更多的工作來保護(hù)這些物種。

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